(57)【要約】【課題】  低電圧駆動が可能となる帯電装置を提供する。【解決手段】  像担持体上の表面を一様に帯電する帯電装置であり、微小な突起が等間隔でアレイ状に配置されてなり、微小な突起の形状が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状からなることを特徴とするものである。これにより、電子放出効率が向上することになり、低電圧での帯電が可能となり、その結果、オゾンの発生が低減され、画像品質の劣化防止、像担持体の長寿命化、及び、オゾン除去装置の不要化、または小型化を図ることが可能となる。【選択図】  図５
2006017844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の表面を一様に帯電する帯電装置であって、
前記帯電装置は、微小な突起が等間隔でアレイ状に配置されてなり、前記微小な突起の  形状が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状からなることを特徴  とする帯電装置。
【請求項２】
前記微小な突起の各側面が凹面であることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記微小な突起は、
略球形の微粒子を２次元配列して形成した集積体をマスクとして、導電性材料、または、半導体材料を形成させてなることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記略球形の微粒子は、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化ガドリニウム、酸化イットリウム、ポリスチレンのうちの何れか１つであることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】
前記導電性材料、または、前記半導体材料は、タングステン、シリコン、窒化チタン、アモルファスカーボンのうちの何れか１つであることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項６】
前記導電性材料、または、前記半導体材料の膜厚と同じ程度の厚さまで、前記微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項７】
ウェットエッチングを用いて、前記微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とする請求項６記載の帯電装置。
【請求項８】
機械的研磨を用いて、前記微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とする請求項６記載の帯電装置。
【請求項９】
前記微粒子が分散した分散液を供給することで、略球形の微粒子を２次元配列して形成されてなることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記略球形の微粒子を分散させる分散液の液性を、前記微粒子に応じて制御して、前記略球形の微粒子を２次元配列して形成されてなることを特徴とする請求項９記載の帯電装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の帯電装置を具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１記載のプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジは前記画像形成装置と着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の帯電装置を具備することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機や、レーザプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置に用いられる帯電装置に関するものである。詳細には、微粒子をマスクとして導電性材料、または、半導体材料を基板上に形成し、その後、微粒子と共に微粒子表面上に付着した導電性材料、または、半導体材料を基板上から除去して得られる規則的な微細突起を有する帯電装置、その帯電装置を搭載したプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、その電子潜像形成のプロセスで、コロナ放電を用いるものが多く用いられている。この電子潜像形成のプロセスでは、感光体の表面を均一に帯電する必要があるため、ワイヤ電極と、シールド電極と、を構成部材とするコロトロン方式や、スコロトロン方式などといったコロナ帯電器が多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、コロナ帯電器は、高圧電源を必要とする上に、空中放電現象により、オゾンや、ＮＯｘといった放電物が生成されるという問題がある。特に、オゾンは、人体に対して有害であるばかりか、画像形成装置内に滞留すると、感光体表面を酸化し、感光体の感度の低下や、帯電能力の劣化を生じさせ、結果的に、画像品質の低下と、製品寿命の劣化をもたらすことになる。
【０００４】
このため、上記のような問題を解決すべく、画像形成装置内で発生したオゾンを強制的に装置外へ排出し、その装置外へオゾンを排出する途中に、オゾンフィルターと呼ばれる機器を設置し、そのオゾンフィルターにオゾンを吸着させて、装置外へ排出するオゾンの濃度を問題のないレベルまで低減させる方法が採用されている。
【０００５】
しかしながら、上記のような対策を講じても、オゾンフィルターがオゾンの吸着によって徐々に性能が劣化することになり、長期間の使用では適切にオゾンを除去することができなくなる。また、この問題を解決するために、吸着能力の大きいオゾンフィルターを設けたり、大容量の排気ファンを設けたりすることも考えられるが、この場合は、画像形成装置の大型化や、コストの上昇を招くといった新たな問題の発生を生む原因となってしまう。
【０００６】
なお、上記の問題を解決すべく、本発明より先に出願された技術文献として、収束イオンビームなどの高エネルギービームやエッチングなどを用いて、基板表面上に規則的に配列された微小突起物を設け、該微小突起物に接触するように電子放材料からなる微粒子を配置し、規則的パターンを有する導電性微粒子の島状構造を形成して電子放出部とし、放出部領域における島状構造の素子毎にばらつきをなくすことによって、ばらつきの小さい安定した電子放出が可能な電子放出素子がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、Ｓｉ基板上にＳｉ酸化膜、タングステン（Ｗ）膜を順に形成し、通常のフォトエッチ工程によりＳｉ酸化膜及びＷ膜の一部を直径約０．８μｍの円柱状にエッチしてＳｉ基板の一部を露出させる。そして、その露出したＳｉ基板の中央部分に金（Ａｕ）粒子を設置し、ＡｕとＳｉ基板の一部を反応させてＡｕＳｉ合金を形成する。ＳｉＣｌ４と水素の混合気体をＳｉ基板に約２５分接触させ、Ｓｉエピタキシャル成長により８００ｎｍの高さのＳｉ柱を形成した後Ｓｉ基板を王水等に浸すことにより、ＡｕＳｉ合金を除去し、微小径の柱状構造を形成し、低電圧化のためにゲート口径が微小な電界放出型電子源を提供するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、アルミニウム基板の一面側を陽極酸化してなる細孔を備えた表面膜と、陽極酸化されずに残ったカソード電極層との重層構造体、並びにカーボンナノチューブなどの微細繊維状物質から構成された電子源アレイの構成があり、その電子源アレイの表面層であるアルミナ膜に形成される複数の細孔は規則的で、その伸長方向が揃っており、微細繊維状物質はいずれもこの細孔の伸長方向に沿って配列されている。また、微細繊維状物質の分散液中に重層構造体を浸漬し、所定の磁界を印加することで、微細繊維状物質を配向させ、細孔内に誘引することができるものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
また、像形成体に対向配置された帯電部材の周面に絶縁性材料からなる微小高さの凸条形状をなす絶縁部材を設け、かつ絶縁部材の凸条相互の谷部分に放電用の電極体を設け、その電極体に電源を接続し、交流電圧を重畳させずに直流電圧印可のみで、均一な帯電を達成することで、帯電部材からのオゾンの発生量を、極限まで減少させるようにした帯電装置がある（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
また、感光体にブラシ帯電器を接触させ、分割抵抗を電源とブラシ帯電器との間に取り付け、電圧を低下させることで、帯電器からコロナ放電によって発生するオゾン量を減少させる画像形成装置がある（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平９−３５６２１号公報
【特許文献２】特開平９−２７４８４９号公報
【特許文献３】特開２００２−１００２８０号公報
【特許文献４】特開平８−２３４５３８号公報
【特許文献５】特開平９−２２１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１は、微細突起の発生が収束イオンビームなどの高エネルギービームやエッチングなどの技術を用いているため、微細突起の大きさや配列位置について制御できない場合がある。
【００１２】
また、上記特許文献２は、制御された位置に、微小な突起物を形成することは可能であるが、上記特許文献２は、２種類の膜の成膜工程、フォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程、金粒子設置工程、エピタキシャル工程、ウェットエッチング工程と、複雑な工程を経ないと実現することができない。さらに、規則性及び、その微細寸法を決定する主要因は、フォトリソグラフィー工程とエッチング工程の実力と言うことになり、微細なパターンを形成するためには、設備投資もかなり高額にならざるをえない。
【００１３】
また、上記特許文献３は、細孔の形成技術として、アルミニウムの陽極酸化を利用している。アルミニウムの陽極酸化技術は、フォトリソグラフィー工程やエッチング工程を用いることなく、規則的な細孔を容易に得られる技術である。しかしながら、大面積に応用するためには、均一性の確保など、まだまだ解決しなければならない課題を多くかかえている技術であることは否定できない。さらに、上記特許文献３は、電子放出材料としてカーボンナノチューブを用いることを特徴としているが、カーボンナノチューブは、高価な材料である。さらに、カーボンナノチューブを磁界の印加で配向させることは、技術的な検討はされているが、細孔に入れた状態で配向させることは、歩留まりが期待できない。
【００１４】
また、上記特許文献４は、電極体における小な高さの凸条形状を均一に、尚且つ、ばらつきのない状態で形成する必要があるが、それを実現するためには、高精度の機械加工装置が必要となり、精度の確保が難しくなることに加え、コストの上昇も避けられない。
【００１５】
また、上記特許文献５は、大気中の放電現象を利用することはないので、確かにオゾン発生量の低減は期待できるものの、感光体に接触した径の細いブラシは、長期間の使用において、ブラシそのものが破断され、その破断されたものが異物となって、感光体の周囲を構成する機構部品に悪影響を及ぼすばかりか、破断されたブラシが消失した領域で帯電不良を発生させることになり、感光体全体の均一帯電を行なうことができなくなり、画像品質に大きな影響を及ぼすことになる。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低電圧駆動が可能となる帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
【００１８】
本発明にかかる帯電装置は、像担持体上の表面を一様に帯電する帯電装置であって、帯電装置は、微小な突起が等間隔でアレイ状に配置されてなり、微小な突起の形状が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状からなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明にかかる帯電装置は、微小な突起の各側面が凹面であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明にかかる帯電装置において、微小な突起は、略球形の微粒子を２次元配列して形成した集積体をマスクとして、導電性材料、または、半導体材料を形成させてなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明にかかる帯電装置において、略球形の微粒子は、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化ガドリニウム、酸化イットリウム、ポリスチレンのうちの何れか１つであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明にかかる帯電装置において、導電性材料、または、半導体材料は、タングステン、シリコン、窒化チタン、アモルファスカーボンのうちの何れか１つであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明にかかる帯電装置において、導電性材料、または、半導体材料の膜厚と同じ程度の厚さまで、微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明にかかる帯電装置は、ウェットエッチングを用いて、微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明にかかる帯電装置は、機械的研磨を用いて、微粒子を厚み方向で除去してなることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明にかかる帯電装置は、微粒子が分散した分散液を供給することで、略球形の微粒子を２次元配列して形成されてなることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明にかかる帯電装置は、略球形の微粒子を分散させる分散液の液性を、微粒子に応じて制御して、略球形の微粒子を２次元配列して形成されてなることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明にかかるプロセスカートリッジは、上記記載の帯電装置を具備することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載のプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置であって、プロセスカートリッジは画像形成装置と着脱可能であることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載の帯電装置を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、像担持体上の表面を一様に帯電する帯電装置であり、微小な突起が等間隔でアレイ状に配置されてなり、微小な突起の形状が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状からなることを特徴とするものである。これにより、電子放出効率が向上することになり、低電圧での帯電が可能となり、その結果、オゾンの発生が低減され、画像品質の劣化防止、像担持体の長寿命化、及び、オゾン除去装置の不要化、または小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
まず、図５、図７を参照しながら、本発明の帯電装置について説明する。
【００３３】
本発明にかかる帯電装置は、像担持体上の表面を一様に帯電する帯電装置であり、微小な突起（３０４）が等間隔でアレイ状に配置されてなり、微小な突起の形状（３０４）が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状からなることを特徴とするものである。これにより、電子放出効率が向上することになり、低電圧での帯電が可能となり、その結果、オゾンの発生が低減され、画像品質の劣化防止、像担持体の長寿命化、及び、オゾン除去装置の不要化、または小型化を図ることが可能となる。なお、像担持体としては、感光体ドラム、中間転写ベルト等が挙げられ、感光体ドラムが像担持体として好適である。
【実施例１】
【００３４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる画像形成装置について説明する。
【００３５】
まず、図１を参照しながら、本発明にかかる画像形成装置における画像形成部の構成について説明する。なお、図１は、本発明による画像形成装置構成の構成を模式的に示唆したものである。
【００３６】
本発明にかかる画像形成装置には、図１に示唆するように、感光体（１０１）と、帯電器（１０２）と、露光部（１０３）と、現像部（１０４）と、給紙部（１０５）と、転写部（１０７）と、定着部（１０８）と、クリーニングブレード（１０９）と、除電部（１１０）と、を有して構成されることになる。以下、図１を参照しながら、本発明にかかる画像形成装置における画像形成処理について説明する。
【００３７】
本発明にかかる画像形成装置は、感光体（１０１）の表面を帯電器（１０２）により一様に帯電し、露光部（１０３）から画像データに基づいた光信号により書き込みが行なわれ、感光体（１０１）の表面に静電潜像が形成されることになる。その後、現像部（１０４）からトナーなどが感光体（１０１）の表面に供給され、感光体（１０１）の表面に静電的に吸着することになる。そして、給紙部（１０５）から用紙（１０６）が給紙され、その給紙された用紙（１０６）が感光体（１０１）と転写部（１０７）上で接触し、転写部（１０７）が、トナーと逆極性の電荷を印加することで、感光体（１０１）上に吸着されたトナーが用紙（１０６）に転写し、定着部（１０８）で、用紙（１０６）上にトナーが画像として定着することになる。そして、用紙（１０６）に転写しきれずに感光体（１０１）上に残ったトナーは、クリーニングブレード（１０９）により、クリーニングされ、除電部（１１０）により、感光体（１０１）上の残留電位がキャンセルされ、感光体（１０１）が初期状態に戻り、再び、次の画像形成プロセスが行なわれることになる。
【００３８】
次に、図２、図３を参照しながら、本発明の特徴となる帯電器（１０２）について説明する。なお、図２、図３は、本発明による帯電器（１０２）の製造方法の概略を模式的に示唆したものである。
【００３９】
図２は、導電性基板（２０１）上に微粒子（２０２）を規則正しく配列した様子を示唆している。なお、図２に示唆するように、微粒子（２０２）を導電性基板（２０１）上に規則正しく２次元配列する技術は、すでに提案されている公知の技術を用いれば容易に実現できるものである。例えば、登録特許第２８２８３７４号には、微粒子の液状分散媒体を基板表面に展開して液体薄膜を形成し、液状分散媒体を減少制御し、液厚を粒子径サイズと同等かそれより小さくし、液が蒸発する際の横方向に働く表面張力により微粒子を２次元で凝集させて配列を行なう技術が開示されている。
【００４０】
なお、微粒子（２０２）を導電性基板（２０１）上に規則正しく配列する工程が完了した構成を上面から見た様子を模式的に示したものを図３に示唆する。
【００４１】
図３に示唆するように、導電性基板（２０１）上に配列した微粒子（２０２）がマスクとなるために、一般的なフォトリソグラフィー技術で言うところの開口部（２０３）は、ハッチングで示した領域部分となる。つまり、この開口部（２０３）の領域部分のみが、導電性基板（２０１）に密着して導電性材料または半導体材料が成膜されることになる。
【００４２】
そして、図２、図３に示唆するように、導電性基板（２０１）上に微粒子（２０２）を配列した基板（２０１）上に、導電性材料または半導体材料を、図４に示唆するように成膜することになる。図４に示唆するように、微粒子（３０２）をマスクにして、導電性材料または半導体材料（３０４）を成膜することになるため、当然、微粒子（３０２）の表面に成膜される導電性材料または半導体材料（３０４）は、導電性基板（３０１）上に配列された微粒子（３０２）の「隙間」に入り込み、導電性基板（３０１）に密着して導電性材料または半導体材料（３０４）が成膜されることになる。
【００４３】
図４に示唆するように、導電性材料または半導体材料（３０４）が成膜された後、微粒子（３０２）の一部、または、全部を、公知の手段により除去することになる。なお、微粒子（３０２）の除去は、ウェットエッチングでもよいし、研磨を用いてもよい。例えば、導電性基板（３０１）にシリコンウエハを用い、微粒子（３０２）としてシリカを用い、成膜する導電性材料（３０４）としてタングステンを用いた場合は、微粒子（３０２）の除去には、フッ酸を用いれば、他の材料に対し、影響を与えることなく容易にシリカ微粒子（３０２）のみを除去することが可能となる。
【００４４】
また、微粒子（３０２）としてポリスチレンを用いた場合には、トルエンやＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの有機溶媒を用いることで、容易に微粒子（３０２）のみを除去することが可能となる。
【００４５】
なお、上記の処理により、図４に示唆する微粒子（３０２）のみを除去したあとの状態を模式的に示したものを、図５に示唆する。図３に示唆するように、導電性基板（２０１）上に規則正しく配列した微粒子（２０２）により形成された開口部（２０３）となる隙間も、当然規則正しく形成されることになり、そこに形成された、導電性材料や半導体材料による微小な突起も、図５に示唆するように、非常に規則正しく、また、形状や大きさの非常に揃ったものとなる。
【００４６】
なお、上述した成膜方法により、導電性基板（３０１）上に形成される微小な突起（３０４、３０４'）の形状は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示唆するように若干異なることから、図５（ａ）、図５（ｂ）に示唆する微少な突起（３０４、３０４'）の形状について以下に説明する。
【００４７】
一般的に、成膜に寄与する成分の導電性基板に対する入射角度が垂直、または、垂直に近く、且つ、その入射角度の分布が小さい手法である場合には、微粒子の影になった部分には、成膜に寄与する成分が到達する確率が低くなるので、上述した、図３に示唆する、導電性基板の上面から見た時の開口部（２０３）を忠実に反映した、非常に微細な形状の突起を形成することになる。このときの様子を示したものが、図５（ａ）である。図５（ａ）は、導電性基板（３０１）上に、略三角柱形状の突起（３０４）が形成された状態を示唆する図である。図５（ａ）に示唆するように、導電性基板（３０１）上に、微粒子マスクの開口部を忠実に反映した導電性材料または半導体材料からなる微小な突起（３０４）は、規則正しく形成されることになる。
【００４８】
この図５（ａ）に示唆するように、微細なパターン形状の突起（３０４）を導電性基板（３０１）上に形成したい場合には、上述した成膜手法を用いることが好ましい。なお、図５（ａ）に示唆する微少な突起（３０４）を導電性基板（３０１）上に形成する成膜手法としては、バイアスプラズマＣＶＤ、コリメートスパッタ、ロングスロースパッタ、ＥＣＲスパッタなどが好適であるので、この各成膜手法の中から適宜選択して用いればよいことになる。
【００４９】
なお、成膜に寄与する成分の導電性基板に対する入射角度の分布が大きく、垂直入射性の小さい手法である場合には、微粒子の影になった部分にも成膜に寄与する成分が回り込む現象が起きることになる。その結果、微粒子の隙間に形成された導電性材料や半導体材料は、若干すそを引いた形状の突起となる。このときの様子を示したものが、図５（ｂ）である。導電性基板（３０１'）上に、微粒子マスクの隙間を通って若干回り込みながら成膜された導電性材料または半導体材料からなる微小な突起（３０４'）は、若干すそを引いた形状を有する突起として規則正しく形成されることになる。
【００５０】
この図５（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた略三角錐形状を有する突起（３０４'）は、微細な形状という面では、上述した図５（ａ）に示唆する突起（３０４）を形成する方法よりも若干劣ることになる。しかしながら、図５（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた形状を有する突起（３０４'）は、導電性基板（３０１'）との設置面積が増大することから、導電性基板（３０１'）との密着性に優れ、また、電気的な安定性の向上も期待できることになる。
【００５１】
この図５（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた形状を有する突起（３０４'）を導電性基板（３０１'）上に形成したい場合には、上述した成膜手法を用いればよい。なお、図５（ｂ）に示唆する微少な突起（３０４'）を導電性基板（３０１'）上に形成する成膜手法としては、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、スパッタリング、イオンビームスパッタリングなどが好適であるので、この各成膜手法の中から適宜選択して用いればよいことになる。
【００５２】
なお、図５に示唆する構成は、導電性基板（３０１、３０１'）上に微粒子を規則正しく二次元細密状に配列させて微少な突起（３０４、３０４'）を形成させた場合であるが、図６に示唆するように、導電性基板（４０１）上に微粒子（４０２）を規則正しく２次元行列状に配列させ、上記と同様に開口部（４０３）を利用して微小な突起を設けるように構成することも可能である。この図６に示唆する開口部（４０３）を利用して形成した場合の突起形状を図７に示唆する。
【００５３】
図７（ａ）は、導電性基板（５０１）上に、略四角柱形状の突起（５０４）が形成された状態を示唆する図である。図７（ａ）に示唆するように、導電性基板（５０１）上に、図６に示唆する微粒子マスクの開口部（４０３）を忠実に反映した、導電性材料または半導体材料からなる微小な突起（５０４）が、規則正しく形成されることになる。
【００５４】
この図７（ａ）に示唆するように、微細なパターン形状の突起（５０４）を導電性基板（５０１）上に形成したい場合には、上述した成膜手法を用いることが好ましい。なお、図７（ａ）に示唆する微少な突起（５０４）を導電性基板（５０１）上に形成する成膜手法としては、バイアスプラズマＣＶＤ、コリメートスパッタ、ロングスロースパッタ、ＥＣＲスパッタなどが好適であるので、この各成膜手法の中から適宜選択して用いればよいことになる。
【００５５】
なお、成膜に寄与する成分の導電性基板に対する入射角度の分布が大きく、垂直入射性の小さい手法である場合には、微粒子の影になった部分にも成膜に寄与する成分が回り込む現象が起きることになる。その結果、微粒子の隙間に形成された導電性材料や半導体材料は、若干すそを引いた形状の突起となる。このときの様子を示したものが、図７（ｂ）である。導電性基板（５０１'）上に、微粒子マスクの隙間を通って若干回り込みながら成膜された導電性材料または半導体材料からなる微小な突起（５０４'）は、若干すそを引いた形状を有する突起として規則正しく形成されることになる。
【００５６】
この図７（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた略四角錐形状を有する突起（５０４'）は、微細な形状という面では、上述した図７（ａ）に示唆する突起（５０４）を形成する方法よりも若干劣ることになる。しかしながら、図７（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた形状を有する突起（５０４'）は、導電性基板（５０１'）との設置面積が増大することから、導電性基板（５０１'）との密着性に優れ、また、電気的な安定性の向上も期待できることになる。
【００５７】
この図７（ｂ）に示唆するように、若干すそを引いた形状を有する突起（５０４'）を導電性基板（５０１'）上に形成したい場合には、上述した成膜手法を用いればよい。なお、図７（ｂ）に示唆する微少な突起（５０４'）を導電性基板（５０１'）上に形成する成膜手法としては、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、スパッタリング、イオンビームスパッタリングなどが好適であるので、この各成膜手法の中から適宜選択して用いればよいことになる。
【００５８】
このように、感光体上の表面を一様に帯電する本発明にかかる帯電器は、微小な突起が等間隔でアレイ状に配置されてなり、微小な突起の形状が、略三角柱、略三角錐、略四角柱、略四角錘の何れかの形状を有して形成されることで、低電圧で必要な帯電能力を発揮することが可能となる。このため、オゾン発生を抑制することが可能となり、その結果、画質を劣化させる物質の発生も抑制することが可能となり、高画質を維持することが可能となる。更に、画像形成装置に搭載するオゾン除去機構部を小型化することが可能となり、低コストも実現することが可能となる。また、本発明にかかる帯電器に形成される微小な突起の各側面は凹面であることで、各微小な突起の機械的強度が増加し、信頼性の高い帯電器を形成することが可能となる。これにより、画像形成装置全体の信頼性も向上させることが可能となる。
【００５９】
また、帯電器に形成される微小な突起が、実質的に球形の微粒子を２次元配列して形成した集合体をマスクとして、導電性材料、または、半導体材料を形成することにより得られたものであることから、高額な設備が不要で、省エネルギープロセスを用いて微細加工が可能となり、信頼性、耐久性が高く、電子放出効果に優れた帯電器を形成することが可能となる。これにより、オゾン発生を抑制することが可能となり、また、高画質、高信頼性を有する画像形成装置を構築することが可能となる。
【００６０】
なお、微粒子として、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化ガドリニウム、酸化イットリウム、ポリスチレンのうち何れかを用いることで、形状が真球に近く、粒径のばらつきが小さい微粒子を入手し易く、高精度に配列したパターンを容易に基板上に形成することが可能となり、その結果、高品質の帯電器を形成することが可能となる。
【００６１】
また、導電性材料、または、半導体材料が、タングステン、シリコン、窒化チタン、アモルファスカーボンのうちの何れかを用いることで、信頼性、耐久性が高く、電子放出効率に優れた帯電器を形成することが可能となり、オゾン発生の少ない画像形成装置を構築することが可能となる。
【００６２】
なお、図５、図７に示唆する構成は、微粒子を全部除去した場合を示唆したが、必ずしも、微粒子を全部除去しなくとも、帯電器として機能するだけではなく、さらに、違った利点も得られることになる。つまり、成膜する導電性材料または半導体材料の膜厚を、微粒子の半径程度とし、成膜後に、微粒子を表面側からエッチングし、ちょうど微粒子膜の半分程度を除去することになる。この場合の構成を模式的に示唆した構成を図８に示唆する。
【００６３】
図８に示唆するように、導電性基板（６０１）上に配列した微粒子（６０２）の隙間を、導電性材料または半導体材料（６０４）により埋めるように形成されており、微粒子膜（６０２）の半分程度を除去することで、導電性基板（６０１）上に微小な突起のみが存在する形状ではなく、半分程度の膜厚で残った微粒子膜（６０１）の隙間を、導電性材料または半導体材料（６０４）により埋めるように構成されることになる。この図８に示唆するように、導電性材料、または、半導体材料の膜厚と同じ程度の厚さまで、微粒子を厚み方向で除去して形成した帯電器を構築することで、機械的強度、及び、電気的強度に優れた帯電器を形成することが可能となる。
【００６４】
なお、上述した工程を経て形成された帯電器は、導電性基板に電圧を印加することで、導電性基板上に形成された微小な突起から、電子が容易に放出されることになる。また、微小な突起は、その形状や大きさが非常に揃っており、また、その配置位置も規則正しく配置されてなることから、大面積の帯電器であっても、全面の電子放出特性が均一で、信頼性、耐久性に優れた帯電器となる。
【００６５】
なお、微小な突起パターンを、導電性基板上に規則正しく形成することは、従来の技術であるフォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程、を駆使すれば、実現することは可能となる。しかしながら、微小な突起パターンのサイズを非常に微細にしようと試みると、高解像度のフォトリソグラフィー工程、同時に、微細パターンを実現するドライエッチング工程、が必要となり、どちらの技術が欠けても実現することはできず、技術的な困難さが増加するばかりでなく、非常に高価な製造装置が必要となる。
【００６６】
しかしながら、上述した工程により、帯電器を形成すれば、どの程度の微細な突起パターンを導電性基板上に形成できるかは、微粒子のサイズにより決定することが可能となるため、数１００ｎｍ程度の球状微粒子を容易に得ることができ、その球状微粒子を規則正しく導電性基板上に配列させることも容易となる。
【００６７】
このような微粒子配列体をマスクとして用いる本発明では、微粒子配列の隙間が重要な寸法決定要因であるために、数１００ｎｍ程度の球状微粒子配列体の隙間となると、数１０ｎｍ程度の規則的パターンは容易に得られることになる。このような極微細なパターンを、従来のフォトリソグラフィー工程で実現しようと試みると、非常に困難で、高コストにならざるを得ない。
【００６８】
このように、本発明は、入手しやすい材料を用いて、尚且つ、実現容易な技術を用いて、非常に簡単なプロセスで、規則正しく配列した微小な突起を制御性良く基板上に形成することができることが可能となる。
【００６９】
さらに、本発明は、高品質の微粒子配列を、分散液を用いることで実現することも可能となる。すなわち、乾燥状態では、凝集しやすくなる超微粒子であっても、分散液という状態の利点を最大限に利用し、分散性を向上させることで凝集を防ぎ、ｐＨの制御、例えば、添加するイオン種を適切に選択、制御することにより、等電点の関係を利用することが可能となる。その結果、高品質の微粒子配列を形成することが可能となる。この点について以下に詳細に説明する。
【００７０】
一般に、金属酸化物からなる微粒子を水中に浸漬すると、微粒子は、正または負の電荷を持ち、電界が存在すると、対向する電場の有する方向へ移動することになる。この現象が電気泳動現象である。この電気泳動現象により、微粒子の水中における荷電、すなわち、界面電位（ゼータ電位）の存在を知ることができる。この界面電位は、微粒子−水系のｐＨによって大きく変化する。一般に、横軸に水系のｐＨ、縦軸に界面電位、をとると、界面電位は、水系のｐＨによって変化し、界面電位「０」を切る点の水系のｐＨを「等電点」と定義する。この現象から、一般的に金属酸化物微粒子表面の界面電位は、酸性側では正、アルカリ側では負の極性を取ることになる。しかし、この等電点は、材料によって大きく異なり、例えば、コロイダルシリカでは「２．０」、酸化チタン（合成ルチル）では「６．７」、α−アルミナでは「９．０」という値が紹介されている。
【００７１】
つまり、等電点から離れるほど界面電位が大きくなり、酸性側にいくほど界面電位の値は正の大きい方に向かい、また、逆に、アルカリ側にいくほど界面電位の値は負の大きい方に向かう。これはｐＨで制御することができるものである。ｐＨの制御は、酸やアルカリの添加で、制御性よくコントロールできるものである。本発明では、この現象を積極的に利用するものであり、分散液の状態で微粒子の凝集を効果的に防ぐことができるものである。この結果、分散液を基板に供給した際にも、微粒子が凝集しない状態で存在するために、その後の配列の工程において、高品質の配列状態を容易に実現することが可能となる。この現象は、乾式プロセスでは得られない利点といえる。
【００７２】
（実施例）
次に、上述した処理工程を、以下の実施例を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、帯電器（１０２）自体に大きな特徴を有しているものであるので、帯電器（１０２）の製造方法について説明する。
【００７３】
（実施例１）
まず、第１の実施例について説明する。
【００７４】
（１：微粒子マスクの形成）
導電性基板として、４インチＰ型単結晶シリコンウエハ、微粒子として、粒径が１μｍのシリカを用いた。シリカを、５％の濃度で純水中に分散させて、それを４インチＰ型単結晶シリコンウエハ上に全面に滴下し、室温２４℃、湿度８０％の雰囲気で乾燥させた。この条件で、２次元に最密充填したシリカの集積体が得られることは、事前の実験で確認している。
【００７５】
（２：電子放出材料の形成）
第１の実施例では、電子放出材料としてタングステンを用いた。形成方法は、タングステンターゲットを有するコリメートスパッタリング法を用いた。コリメーターは、対辺が１／２インチの正六角形の形状を有するセルの集合体で、アスペクト比は「２」のものを用いた。この成膜手法により１分間成膜を行なった。
【００７６】
（３：微粒子マスクの除去）
電子放出材料の成膜後、サンプルを１５％フッ酸に３分間浸漬して、微粒子マスクを全部除去した。
【００７７】
（４：帯電器の形成）
以上の工程により得られた電子放出材料からなる微小な突起配列を有する基板に電極を形成し、必要な箇所を絶縁し、高圧の電圧を印加できる帯電器を形成した。
【００７８】
（５：実機での評価）
一般的な電子写真方式の画像形成装置のスコロトロン帯電器をはずし、以上の工程により得られた帯電器を実装して実際に画像の出力を行なった。スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／５の印加電圧で、所望の電位まで感光体表面を帯電させることができた。また、オゾンの発生は、スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／１０に減少していた。
【００７９】
（実施例２）
次に、第２の実施例について説明する。
【００８０】
（１：微粒子マスクの形成）
第１の実施例と同様に、導電性基板として４インチＰ型単結晶シリコンウエハ、微粒子として粒径が１μｍのシリカを用いた。シリカを５％の濃度で純水中に分散させて、それを４インチＰ型単結晶シリコンウエハ上に全面に滴下し、室温２４℃、湿度８０％の雰囲気で乾燥させた。この条件で、２次元に最密充填したシリカの集積体が得られることは、事前の実験で確認している。
【００８１】
（２：電子放出材料の形成）
第２の実施例では、第１の実施例とは異なり、電子放出材料として窒化チタンを用いた。また、形成方法として窒化チタンターゲットを有するロングスロースパッタリング法を用いた。ターゲットと、基板の距離は、６００ｍｍの装置構成である。この成膜手法により２分間成膜を行なった。
【００８２】
（３：微粒子マスクの除去）
第１の実施例と同様に、電子放出材料の成膜後、サンプルを１５％フッ酸に３分間浸漬して微粒子マスクを全部除去した。
【００８３】
（４：帯電器の形成）
以上の工程により得られた電子放出材料からなる微小な突起配列を有する基板に電極を形成し、必要な箇所を絶縁し、高圧の電圧を印加できる帯電器を形成した。
【００８４】
（５：実機での評価）
一般的な電子写真方式の画像形成装置のスコロトロン帯電器をはずし、以上の工程により得られた帯電器を実装して実際に画像の出力を行なった。スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／５の印加電圧で所望の電位まで感光体表面を帯電させることができた。また、オゾンの発生は、スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／１０に減少していた。
【００８５】
（実施例３）
次に、第３の実施例について説明する。
【００８６】
（１：微粒子マスクの形成）
第３の実施例では、上記の第１、第２の実施例とは異なり、微粒子として酸化チタンを用い、かつ、分散液を酸性とした。以下に詳細に説明する。
【００８７】
純水５００ｍｌにアルミナ微粒子（平均粒径＝２μｍ）を１５ｍｇ液中に分散させ、更に、液性を酸性に制御するために、塩酸を２００μｌ添加した。分散液のｐＨは「２．５５」であった。このようにする理由は、以下のことによる。つまり、酸化チタン微粒子の等電点は、一般的に「６．７」といわれているので、純水のように、中性（ｐＨ＝７．０）の溶液では、界面電位はほとんど「０」に近い。従って、酸化チタン微粒子を制御性良くマイグレーションさせるには、液性を酸性側、もしくは、アルカリ性側にして、界面電位を大きくすることが有効となる。本実施例のごとく、溶液系を用いることにより、液性も制御が可能となり、幅広い材料への応用が可能となるものである。また、第１の実施例とは異なり、導電性基板として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのチタンを用いた。また、微粒子として粒径が２μｍの酸化チタンを用いた。
【００８８】
酸化チタン微粒子を分散させた分散液を５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのチタン基板上に全面に滴下し、室温２４℃、湿度８０％の雰囲気で乾燥させた。この条件で、２次元に最密充填した酸化チタンの集積体が得られることは、事前の実験で確認している。
【００８９】
（２：電子放出材料の形成）
第２の実施例と同様に、第３の実施例では、電子放出材料として窒化チタンを用いた。ただし、形成方法として第２の実施例とは異なり、窒化チタンをターゲットとするＥＣＲスパッタリング法を用いた。この成膜手法により２分間成膜を行なった。
【００９０】
（３：微粒子マスクの除去）
第３の実施例では、導電性基板であるチタンや、電子放出材料である窒化チタンに損傷を与えることなく、酸化チタン微粒子のみを除去する手段として、アルカリエッチングの手法を用いた。すなわち、１規定の水酸化カリウム水溶液に、３分間浸漬し、酸化チタン微粒子の全部を除去した。
【００９１】
（４：帯電器の形成）
以上の工程により得られた電子放出材料からなる微小な突起配列を有する基板に電極を形成し、必要な箇所を絶縁し、高圧の電圧を印加できる帯電器を形成した。
【００９２】
（５：実機での評価）
一般的な電子写真方式の画像形成装置のスコロトロン帯電器をはずし、以上の工程により得られた帯電器を実装して実際に画像の出力を行なった。スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／５の印加電圧で所望の電位まで感光体表面を帯電させることができた。また、オゾンの発生は、スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／１０に減少していた。
【００９３】
（実施例４）
次に、第４の実施例について説明する。
【００９４】
（１：微粒子マスクの形成）
第４の実施例では、導電性基板として４インチＰ型単結晶シリコンウエハ、微粒子として粒径が１μｍのポリスチレンを用いた。ポリスチレンを６％の濃度で純水中に分散させて、それを４インチＰ型単結晶シリコンウエハ上に全面に滴下し、室温２４℃、湿度８０％の雰囲気で乾燥させた。この条件で、２次元に最密充填したシリカの集積体が得られることは、事前の実験で確認している。
【００９５】
（２：電子放出材料の形成）
第４の実施例では、電子放出材料として、水素化アモルファスシリコンを用いた。また、その形成方法は、モノシランと水素を原料ガスとする一般的なプラズマＣＶＤ法を用いた。基板温度は１５０℃とした。この成膜手法により４分間成膜を行なった。
【００９６】
（３：微粒子マスクの除去）
第４の実施例においては、上述した実施例のような金属酸化物の微粒子を用いているわけではないので、酸、アルカリによる除去は適さない。有機溶媒が有効である。そこで、第４の実施例ではアセトンを用いた。アセトン中に１０分間浸漬し、ポリスチレン微粒子を全部除去した。
【００９７】
（４：帯電器の形成）
以上の工程により得られた電子放出材料からなる微小な突起配列を有する基板に電極を形成し、必要な箇所を絶縁し、高圧の電圧を印加できる帯電器を形成した。
【００９８】
（５：実機での評価）
一般的な電子写真方式の画像形成装置のスコロトロン帯電器をはずし、以上の工程により得られた帯電器を実装して実際に画像の出力を行なった。スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／５の印加電圧で所望の電位まで感光体表面を帯電させることができた。また、オゾンの発生は、スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／１０に減少していた。
【００９９】
（実施例５）
次に、第５の実施例について説明する。
【０１００】
（１：微粒子マスクの形成）
第５の実施例では、導電性基板として４インチＰ型単結晶シリコンウエハ、微粒子として粒径が１μｍのポリスチレンを用いた。ポリスチレンを６％の濃度で純水中に分散させて、それを４インチＰ型単結晶シリコンウエハ上に全面に滴下し、室温２４℃、湿度８０％の雰囲気で乾燥させた。この条件で、２次元に最密充填したシリカの集積体が得られることは、事前の実験で確認している。
【０１０１】
（２：電子放出材料の形成）
第５の実施例では、ＣＯ２とＣＨ４を原料としたＥＣＲ−ＣＶＤ法によって得られるアモルファスカーボンを電子放出材料として用いた。
【０１０２】
（３：微粒子マスクの除去）
第５の実施例では、上述した実施例とは異なり、微粒子マスクを全部除去するのではなく、１部を除去する方法をとった。すなわち、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を入れた容器をドラフトチャンバー内に静置し、上記の電子放出材料の形成まで完了したサンプルを、精密駆動ステージを有する固定スタンドにセットする。ポリスチレン微粒子マスクの約半分の厚さが除去される位置までサンプルを移動し、５分保持する。この工程により、図７に示唆するような、ポリスチレン微粒子マスクがもとの約半分の厚さになって残り、ポリスチレン微粒子マスクの隙間にアモルファスカーボンが充填されたような構造体が得られた。
【０１０３】
（４：帯電器の形成）
以上の工程により得られた電子放出材料からなる微小な突起配列を有する基板に電極を形成し、必要な箇所を絶縁し、高圧の電圧を印加できる帯電器を形成した。
【０１０４】
（５：実機での評価）
一般的な電子写真方式の画像形成装置のスコロトロン帯電器をはずし、以上の工程により得られた帯電器を実装して実際に画像の出力を行なった。スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／５の印加電圧で所望の電位まで感光体表面を帯電させることができた。また、オゾンの発生は、スコロトロン帯電器を用いた場合の約１／１０に減少していた。
【実施例２】
【０１０５】
次に、第２の実施例について説明する。
第１の実施例は、本発明の特徴となる帯電器を、図１に示唆するような画像形成装置に搭載したが、第２の実施例は、本発明の特徴となる帯電器を、プロセスカートリッジに搭載したことを特徴とするものである。以下、図９〜図１１を参照しながら、第２の実施例におけるプロセスカートリッジについて説明する。
【０１０６】
第２の実施例におけるプロセスカートリッジ（１）は、図９〜図１１に示唆するように、プロセスカートリッジ枠体（２ａ、２ｂ）に、潜像担持体である感光体ドラム（３）と、各プロセス手段を構築する帯電手段である帯電モジュール（本発明の特徴となる帯電器）（４）と、現像手段である現像モジュール（５）と、クリーニング手段であるクリーニングモジュール（６）と、を有して構成されている。なお、プロセスカートリッジ（１）は、感光体ドラム（３）と、帯電モジュール（４）と、現像モジュール（５）と、クリーニングモジュール（６）と、をモジュール単位で新しいものと交換可能となるように構築されている。
【０１０７】
なお、プロセスカートリッジ枠体（２ａ、２ｂ）は、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）と、第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）と、が係合部（２ｃ）を軸として、開放位置と閉塞位置との間を回転可能に係合している。なお、閉塞位置のときには、感光体ドラム（３）が取り外せないように、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）と、第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）と、が感光体ドラム（３）を囲むように構築している。係合部（２ｃ）は、突起部と穴部とを、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）と第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）とに設け、穴部に突起部を挿入して係合させ、突起部にＣリングで抑えて抜けないように構築している。更に、閉塞位置において、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）と、第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）と、がオーバーラップしている個所に設けられた穴部に対して、枠体位置決部材（７４）（図１１参照）に植立された２本のピンで貫通させることで、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）、または、第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）を位置決めすると同時に固定することになる。これにより、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）と第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）とを一体に形成することなくプロセスカートリッジを組み立てることで、容易にプロセスカートリッジを分離することが可能となり、感光体ドラム（３）と、帯電モジュール（４）と、現像モジュール（５）と、クリーニングモジュール（６）と、の各ユニットを個別に交換可能となるように構築することが可能となる。
【０１０８】
また、プロセスカートリッジ（１）は、検知手段を設けるように構成することも可能であり、図１０に示唆するように、検知手段として、プロセスカートリッジ（１）内の温湿度を検知するための温湿度センサ（２１）と、感光体ドラム（３）の電位を検知する電位センサ（２２）と、現像後の感光体ドラム（３）上の現像されたトナー量を検知するトナー濃度センサ（２３）と、を配設することも可能である。
【０１０９】
温湿度センサ（２１）は、第２プロセスカートリッジ枠体（２ｂ）に配置され、正の温度特性を有する、例えば、白金、タングステン、ニクロム、カンタル、または、負の湿度特性を有する、例えば、Ｓｉｃ（炭化ケイソ）、ＴａＮ（窒化タンタル）等の微細線もしくは、薄膜、サーミスタ等の微小感温素子による検出素子により検知することになる。なお、本実施例における温湿度センサ（２１）は、図１０に示唆するように、第２枠体（２ｂ）の上部に配設することとしたが、この位置に限定するものではなく、種々変更して配置することは可能である。
【０１１０】
電位センサ（２２）は、第２のプロセスカートリッジ枠体（２ｂ）に配置され、電位検知部と制御部とで構成されている。電位センサ（２２）は、被測定物の感光体ドラム（３）の表面から１〜３ｍｍの間隔に配設することで、感光体ドラム（３）の表面電位を検知することが可能となるものである。なお、電位センサ（２２）は、図１０に示唆するように、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）の上部で、尚且つ、帯電モジュール（４）と、現像モジュール（５）との間であり、且つ、感光するレーザ光の下流側になるように配設することとする。この位置で、パッチ状のベタ黒部になる潜像を形成した感光体ドラム（３）の電位を検知し、その検知した信号が信号線を通じて画像形成装置本体に送信されることになり、画像形成装置本体の具備する制御部にて現像モジュール（５）が印加する現像バイアスの大きさを決定し、電源を制御して電圧を印加することになる。なお、この電位センサ（２２）は、白地背景部となる感光体ドラム（３）の電位を検知して、ベタ黒部を形成するレーザ光の光量、露光時間を制御するように構築することも可能である。
【０１１１】
トナー濃度センサ（２３）は、第１のプロセスカートリッジ枠体（２ａ）に配置され、感光体ドラム（３）上の画像形成領域外に形成されたベタ黒部の潜像をトナーで可視像化し、このベタ黒部のトナー付着量を画像濃度として光学的に検知し、検知結果を信号として、画像形成装置本体の具備する制御部に送信することになる。なお、トナー濃度センサ（２３）は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）と受光素子とで構成されており、ベタ黒部から反射した発光素子の光量を受光素子が受信し、感光体ドラム（３）上のトナー量を検出することになる。そして、トナー濃度センサ（２３）は、感光体ドラム（３）上のトナー量を検出し、画像形成装置本体の具備する制御部に記録されているテーブルから、現像モジュール（５）内に収容されている現像剤のトナー濃度を決定することになる。なお、本実施例におけるトナー濃度センサ（２３）は、現像モジュール（５）内の下流側に設けることになる。
【０１１２】
なお、感光体ドラム（３）に関連する各センサは、プロセスカートリッジ枠体（２ａ、２ｂ）に配置することで、各プロセス手段の交換を容易にすることが可能となる。また、交換可能な各プロセス手段を安価にすることも可能となる。
【０１１３】
また、本発明にかかるプロセスカートリッジ（１）は、図１０に示唆するように、転写前除電装置（２５）と、クリーニング前除電装置（２６）と、を配設することも可能である。転写前除電装置（２５）は、転写領域の上流側に、クリーニング前除電装置（２６）は、転写領域から下流側でクリーニング装置の上流側に設け、感光体ドラム（３）上の電荷を滅衰させることで、転写、または、クリーニングが容易となる。特に、クリーニング前除電装置（２６）は、感光体ドラム（３）上に転写されなかった残留トナーをクリーニングしやすくすることになる。なお、転写前除電装置（２５）と、クリーニング前除電装置（２６）とは、発行手段として、発光ダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、蛍光灯等を配設しており、いずれも、感光体ドラム（３）を露光して感光体ドラム（３）上の電荷を滅衰させることになる。発行手段としては、ＥＬ、または、ＬＤが好ましい。更に、構造が簡単であり、ＥＬを用いることがより好ましい。また、帯電装置の上流側に帯電前除電装置を設けることも可能である。これにより、感光体ドラム（３）の残留電位を消去して、感光体ドラム（３）を一様に帯電させることが可能となる。
【０１１４】
なお、プロセスカートリッジ（１）は、感光体ドラム（３）と、帯電モジュール（４）と、現像モジュール（５）と、クリーニングモジュール（６）と、の何れのサブユニットを取り外して分離し、交換することが可能となるように構成されている。また、特に、帯電モジュール（４）と、現像モジュール（５）と、クリーニングモジュール（６）と、のいずれもが、他のモジュールとは独立して取り外し、装着を行うことができるように構築されている。
【０１１５】
このように、本発明にかかる帯電器は、プロセスカートリッジに搭載することも可能である。このプロセスカートリッジを画像形成装置に搭載することで、第１の実施例と同様な効果を得ることが可能となる。
【０１１６】
なお、上述する実施例は、本発明の好適な実施例であり、上記実施例のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、本発明は、周期性を持つ微細な突起形状を有する帯電器に最大の特徴があるものであり、この帯電器を画像形成装置内に搭載することで、オゾンフィルターの小型化を図ることが可能となる。また、帯電器の電源が低電圧タイプで済むと言ったメリットを除けば、帯電器以外の部分の構成は、通常の画像形成装置に搭載される構成を適用することが可能である。また、上記実施例で説明した帯電器は、上述した画像形成装置に限定するものではなく、様々な画像形成装置に搭載することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明による帯電装置は、全面均一でかつ高効率で電子を放出できることから、プロセスカートリッジや、複写機、プリンターなどの画像形成装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の特徴となる帯電器を搭載した画像形成装置の構成を示唆する図である。
【図２】導電性基板上に微粒子を規則正しく二次元細密状に配列させた状態を示唆する図である。
【図３】導電性基板上に微粒子を規則正しく二次元細密状に配列させた状態を示唆する上面図である。
【図４】微粒子上に、導電性材料または半導体材料を成膜した後の構成を示唆する図である。
【図５】図４に示唆する状態から微粒子のみを除去した後の状態を示唆する図であり、（ａ）は、略三角柱形状の突起を設けた場合の図であり、（ｂ）は、略三角錐形状の突起を設けた場合の図である。
【図６】導電性基板上に微粒子を規則正しく二次元行列状に配列させた状態を示唆する図である。
【図７】図６に示唆する状態から微粒子のみを除去した後の状態を示唆する図であり、（ａ）は、略四角柱形状の突起を設けた場合の図であり、（ｂ）は、略四角錐形状の突起を設けた場合の図である。
【図８】微粒子膜の半分程度を除去した場合を示唆する図である。
【図９】本発明にかかる帯電器を搭載した場合のプロセスカートリッジの構成を示唆する図である。
【図１０】本発明にかかる帯電器を搭載した場合のプロセスカートリッジの構成を示唆する概略断面図である。
【図１１】本発明にかかる帯電器を搭載した場合のプロセスカートリッジを構成する各サブユニットをプロセスカートリッジ枠体から開放する際の状態を示唆する図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１    プロセスカートリッジ
２ａ、２ｂ    プロセスカートリッジ枠体
２ｃ    係合部
３    感光体ドラム（感光体）
４    帯電モジュール（帯電器）
５    現像モジュール（現像器）
６    クリーニングモジュール（クリーニングブレード）
２１    温湿度センサ
２２    電位センサ
２３    トナー濃度センサ
２５    転写前除電装置
２６    クリーニング前除電装置
１０１    感光体
１０２    帯電器
１０３    露光部
１０４    現像部
１０５    給紙部
１０６    用紙
１０７    転写部
１０８    定着部
１０９    クリーニングブレード
１１０    除電部
２０１、３０１、４０１、５０１、６０１    導電性基板
２０２、３０２、４０２、６０２    微粒子
２０３、４０３    開口部
３０４、６０４    導電性材料または半導体材料
３０４、５０４    微少な突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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